乙烯可以制橡胶和塑料，加工制酒精等。乙烯的生产量是衡量一个国家的化工水平的高低。乙烯以及丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等是石油化工最基本的原料，是生产各种重要的有机化工产品的基础。乙烯的生产规模、产量和技术标志着一个国家石油化学工业的发展水平。可以说乙烯装置是石油化学工业的龙头，而乙烯裂解炉就是乙烯装置的龙头单元。在制造方面目前国内仅有少数几家大型工程公司有全套乙烯装置的设计能力。我知道有一家叫“惠生工程”的企业在大型乙烯成套装置总承包及乙烯裂解炉总承包方面具有丰富经验。乙烯主要是用炼油过程中产生的轻质组分C4_C5,进行高温热裂解而得.乙烯是重要的化工基础原料，如塑料聚乙烯，聚氯乙烯，还可与很多物质加成，如乙醇，乙醛，乙酸就是醋酸了等等太多了。
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1.乙烯的制备 ①在125ml蒸馏烧瓶中,加入4ml乙醇,12ml浓H2SO4边加边摇. ②放入约1gP2O5及少量碎瓷片. ③塞上温度计,连接好装置. ④强热反应物,使温度迅速上升至160-1700C,调节火焰,保持此范围温度和乙烯气流均匀产生,作性质试验. 2.乙烯性质试验 ①与卤素反应 a.0.5ml1%Br2/CCl4 b.通入乙烯振荡,观察现象. 溴水褪色 ②氧化 a.0.5ml0.1%KmnO4+0.5ml10%H2SO4 b.通入乙烯振荡,观察现象. 酸性高锰酸钾褪色 ③可燃性（采用安全点火法） 燃烧,产生黑烟.
UHMWPE辐照交联，添加助剂改性
摘要4-5ABSTRACT5-10第1章引言10-261.1研究背景10-121.2裂解原料12-171.2.1裂解原料评价指标13-151.2.2石脑油15-171.3蒸汽裂解炉17-191.4乙烯裂解炉模拟研究进展19-231.4.1裂解反应动力学模型20-221.4.2裂解炉的模拟22-231.5乙烯蒸汽裂解炉操作优化研究进展23-241.6目前存在的问题24-251.7本文的内容安排25-26第2章乙烯裂解炉的模拟26-392.1分子反应动力学模型26-272.2结焦动力学模型27-282.3各类平衡方程28-322.3.1质量平衡方程28-292.3.2动量平衡方程292.3.3辐射室烟气分布模型29-302.3.4能量平衡方程30-322.4裂解炉模拟加速算法322.5石脑油原料在SW炉裂解的模拟结果32-382.5.1清洁管模拟33-352.5.2带结焦模型的全周期模型35-382.6本章小结38-39第3章一次反应选择性系数的估计39-513.1基于标准数据库的一次反应选择性系数的估计方法39-403.2一次反应选择性系数的回归方法40-463.2.1传统优化方法413.2.2简单对应式算法41-433.2.3考虑二次反应的回归算法43-463.3模糊匹配法估计一次反应选择性系数46-503.4小结50-51第4章乙烯裂解炉全周期操作优化方法51-704.1裂解炉的全周期操作优化模型51-564.1.1目标函数52-534.1.2操作变量53-544.1.3约束方程54-564.2全周期操作优化算法56-664.2.1模拟退火法57-604.2.2遗传算法60-624.2.3逐次二次规划法62-634.2.4三种方法的效率比较63-664.3全周期操作优化结果讨论66-684.4小结68-70第5章并行的混合多目标优化算法70-935.1多目标优化的基本概念70-735.1.1多目标优化问题70-715.1.2优劣性71-735.2多目标优化算法回顾73-785.2.1线性加权法73-755.2.2其他传统多目标优化方法755.2.3多目标进化算法75-765.2.4精英保留的非劣排序遗传算法（NSGA-II）76-775.2.5混合算法77-785.3并行的混合多目标优化算法78-865.3.1混合算法的并行结构785.3.2SQP模块算法78-805.3.3NSGA-II模块算法80-815.3.4算例研究81-865.4乙烯裂解炉的多目标优化86-925.4.1优化模型86-875.4.2优化结果及讨论87-925.5小结92-93第6章乙烯裂解炉模拟优化系统EPSOS及工业应用93-1076.1EPSOS系统93-1026.1.1炉型结构组态模块94-966.1.2原料分析模块966.1.3一次反应选择性系数的反推计算模块96-986.1.4裂解炉的模拟模块98-996.1.5全周期操作优化模块99-1006.1.6结果的图形输出模块100-1026.2EPSOS系统的工业应用102-1066.3小结106-107结论107-109参考文献109-115致谢115-116个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果116
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在《 乙烯，一种神奇的气体|第一部分 》中，我们已经了解到，从远古时代开始，人类就已经开始利用乙烯催熟果实。直到20世纪初，人们才开始用科学的方法研究乙烯与果实成熟之间的关系，证明乙烯是植物的一种天然产物。乙烯的科学研究之路，由此开始。虽然人们发现果实的成熟和乙烯有关系，但是其中的因果关系并没有搞清楚。我们知道，有因才会有果，如果把因果关系弄反了，不仅是严重的逻辑错误，而且还会闹出笑话。举个例子，假如你吃了一个臭鸡蛋，导致你拉肚子，那吃臭鸡蛋是因，拉肚子就是果，在逻辑上也是说得通的；而如果把因果反过来，你拉肚子了，导致你吃了个臭鸡蛋，那么在逻辑上就说不通了，除非你有特殊的癖好。O(∩_∩)O~ 果实的成熟和乙烯的产生之间的因果关系也类似，如果是果实先成熟，伴随着乙烯的产生，那么乙烯的产生就是果；而如果是乙烯含量的增加，导致了果实的成熟，那么乙烯的产生就是因。这两者有着本质的区别。 我们知道，在因果关系中，先有因后有果。因此，回答果实成熟和乙烯产生之间因果关系的关键，就是要搞清楚乙烯产生是在果实开始成熟前，还是果实开始成熟后。由于在果实的成熟过程中，乙烯的产量极低，而当时检测乙烯含量的技术又极为原始和落后，这一问题一直迟迟没有得到解决，直到20世纪60年代气相色谱和火焰离子化探测器应用到乙烯的测量中来，极大地提高了乙烯检测的灵敏度和准确度。借助这两种技术，科研人员可以实时监测乙烯的产量，研究乙烯的产生和果实的成熟到底孰先孰后。最终的结果显示，在果实成熟之前，乙烯便开始大量合成，说明乙烯是诱导果实成熟的原因。因果关系，可以为我们所用。正如搞清楚了吃臭鸡蛋会导致拉肚子，我们可以通过避免吃臭鸡蛋减少拉肚子的几率一样，弄清楚了乙烯和果实成熟之间的因果关系，人们很自然地就会想到通过调节乙烯及相关组分来人工调控果实的成熟。于是，乙烯利、1-甲基环丙烯（1-MCP）等一些乙烯相关的植物生长调节剂逐渐被发现，并应用到生产实践中来，极大减小了果实腐败造成的经济损失。 虽然人们已经知道了乙烯和果实成熟之间的关系，并在果实采后中广泛应用。但是，乙烯仍然是一个神秘的黑匣子，人们只知其然，而不知其所以然。其中，首当其冲的问题就是，这种有着神奇功能的气体是如何在生物体内产生的。20世纪60年代，Lieberman和 Mapson用14C标记的甲硫氨酸处理成熟的果实，在产生的乙烯气体中发现了放射信号，证明了甲硫氨酸是乙烯合成的前体。 乙烯生物合成最主要的贡献来自于加州大学Davis分校的杨祥发教授。通过多年系统的研究，杨祥发教授及其同事揭示出了乙烯的生物合成途径，并指出乙烯合成的直接前体为1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）。为了纪念杨祥发教授在乙烯生物合成研究中的重大贡献，科学界将乙烯合成过程中的甲硫氨酸循环命名为杨氏循环。乙烯的生物合成途径已经摆到了人们面前，接下来的问题就是，生物体是如何识别乙烯并调控植物做出相应的反应的，这就是所谓的信号转导通路。20世纪八九十年代开始，拟南芥作为一种模式植物，逐渐被应用到科学研究中来。和豌豆黄化苗一样，当用乙烯处理拟南芥黄化苗后，也表现出典型的“三重反应”（根和下胚轴缩短、增粗，顶端形成弯钩）。随后，人工诱变、图位克隆以及拟南芥遗传转化等技术的出现和完善，为乙烯信号转导方面的研究带来了曙光。 利用人工诱变技术和三重反应，科研工作者们筛选出了一系列三重反应不正常的的拟南芥突变体，主要表现为两类：对乙烯处理不敏感（乙烯处理后，仍有较长的下胚轴和根，无弯钩）和组成型乙烯反应（不用乙烯处理时，即表现出三重反应）。随后，通过图位克隆技术，鉴定到突变基因，并通过遗传分析鉴定乙烯信号相关基因的上下游关系。其中，大部分的工作都由JosephEcker实验室完成，在我的另一篇博文《 跨界神人Joseph Ecker 》中，有相关介绍。近三十年来，经过全球科学家的共同努力，已经构建出了乙烯信号转导通路中的主要组分（此处不表，以后会专门介绍），并逐渐在生产实践中应用，调控植物的生长发育，增加植物的耐逆性，以更好地满足人类的需求。近年来，科学技术迅猛发展，乙烯在植物生长发育中的新功能逐渐被发现，乙烯信号转导通路中的新组分也逐渐被克隆和鉴定，乙烯和其他植物激素之间互作的网络也逐渐被揭示。回首历史，我们处在一个做科研最好的时代，各种新技术和方法层出不穷。我们的时代，如那烈日当空的正午，光芒万丈而又充满激情。乙烯，这样一种古老而神秘的气体，必将会在人类历史的舞台中发挥越来越重要的作用。 1.A century of ethylene research 2. 3. 4. 5.Bleecker, A.B., Estelle, M.A., Somerville, C., and Kende, H. (1988).Insensitivity to ethylene conferred by a dominant mutation in Arabidopsisthaliana. Science 241: 1086-1089 6.Yang, C., Lu, X., Ma, B., Chen, S. Y., & Zhang, J. S. (2015).Ethylene signaling in rice and Arabidopsis: conserved and diverged aspects.Molecular plant, 8(4), 495-505.
乙烯和丙烯中都双键，发生加聚反应时，可以是乙烯和乙烯之间发生加聚反应，可以是丙烯和丙烯之间发生加聚反应，也可以是乙烯和丙烯之间发生加聚反应；如果是乙烯和乙烯之间发生加聚反应生成聚乙烯就是①结构，如果是丙烯和丙烯之间发生加聚反应就是③结构，如果可以是乙烯和丙烯之间发生加聚反应就是②和④结构． 故选B．
关键词：超高分子 量聚乙烯 工程塑料1 引言UHMWPE是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。世界上最早由美国Allied Chemical公司于1957年实现工业化，此后德国Hoechst公司、美国Hercules公司、日本三井石油化学公司等也投入工业化生产。我国上海高桥化工厂于1964年最早研制成功并投入工业生产，70年代后期又有广州塑料厂和北京助剂二厂投入生产。限于当时条件，产物分子量约150万左右，随着工艺技术的进步，目前北京助剂二厂的产品分子量可达100万～300万以上。UHMWPE的发展十分迅速，80年代以前，世界平均年增长率为8.5%，进入80年代以后，增长率高达15%～20%。而我国的平均年增长率在30%以上。1978年世界消耗量为12，000～12，500吨，而到1990年世界需求量约5万吨，其中美国占70%。UHMWPE平均分子量约35万～800万，因分子量高而具有其它塑料无可比拟的优异的耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能。而且，UHMWPE耐低温性能优异，在-40℃时仍具有较高的冲击强度，甚至可在-269℃下使用。UHMWPE优异的物理机械性能使它广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工及体育运动器械等领域，其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛。另外，由于UHMWPE优异的生理惰性，已作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节等在临床医学上使用。2 UHMWPE的成型加工由于UHMWPE熔融状态的粘度高达108Pa*s，流动性极差，其熔体指数几乎为零，所以很难用一般的机械加工方法进行加工。近年来，UHMWPE的加工技术得到了迅速发展，通过对普通加工设备的改造，已使UHMWPE由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型。2.1 一般加工技术(1)压制烧结压制烧结是UHMWPE最原始的加工方法。此法生产效率颇低，易发生氧化和降解。为了提高生产效率，可采用直接电加热法〔1〕；另外，Werner和Pfleiderer公司开发了一种超高速熔结加工法〔2〕，采用叶片式混合机，叶片旋转的最大速度可达150m/s，使物料仅在几秒内就可升至加工温度。(2)挤出成型挤出成型设备主要有柱塞挤出机、单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。双螺杆挤出多采用同向旋转双螺杆挤出机。60年代大都采用柱塞式挤出机，70年代中期，日、美、西德等先后开发了单螺杆挤出工艺。日本三井石油化学公司最早于1974年取得了圆棒挤出技术的成功。北京化工大学于1994年底研制出Φ45型UHMWPE专用单螺杆挤出机，并于1997年取得了Φ65型单螺杆挤出管材工业化生产线的成功。(3)注塑成型日本三井石油化工公司于1974年开发了注塑成型工艺，并于1976年实现了商业化，之后又开发了往复式螺杆注塑成型技术。1985年美国Hoechst公司也实现了UHMWPE的螺杆注塑成型工艺。北京塑料研究所1983年对国产XS-ZY-125A型注射机进行了改造，成功地注射出啤酒罐装生产线用UHMWPE托轮、水泵用轴套，1985年又成功地注射出医用人工关节等。(4)吹塑成型UHMWPE加工时，当物料从口模挤出后，因弹性恢复而产生一定的回缩，并且几乎不发生下垂现象，故为中空容器，特别是大型容器，如油箱、大桶的吹塑创造了有利的条件。UHMWPE吹塑成型还可导致纵横方向强度均衡的高性能薄膜，从而解决了HDPE薄膜长期以来存在的纵横方向强度不一致，容易造成纵向破坏的问题。2.2 特殊加工技术2.2.1 冻胶纺丝以冻胶纺丝—超拉伸技术制备高强度、高模量聚乙烯纤维是70年代末出现的一种新颖纺丝方法。荷兰DSM公司最早于1979年申请专利，随后美国Allied公司、日本与荷兰联合建立的Toyobo-DSM公司、日本Mitsui公司都实现了工业化生产。中国纺织大学化纤所从1985年开始该项目的研究，逐步形成了自己的技术，制得了高性能的UHMWPE纤维〔3〕。UHMWPE冻胶纺丝过程简述如下：溶解UHMWPE于适当的溶剂中，制成半稀溶液，经喷丝孔挤出，然后以空气或水骤冷纺丝溶液，将其凝固成冻胶原丝。在冻胶原丝中，几乎所有的溶剂被包含其中，因此UHMWPE大分子链的解缠状态被很好地保持下来，而且溶液温度的下降，导致冻胶体中UHMWPE折叠链片晶的形成。这样，通过超倍热拉伸冻胶原丝可使大分子链充分取向和高度结晶，进而使呈折叠链的大分子转变为伸直链，从而制得高强度、高模量纤维。UHMWPE纤维是当今世界上第三代特种纤维，强度高达30.8cN/dtex,比强度是化纤中最高的，又具有较好的耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐光等优良性能。它可直接制成绳索、缆绳、渔网和各种织物：防弹背心和衣服、防切割手套等，其中防弹衣的防弹效果优于芳纶。国际上已将UHMWPE纤维织成不同纤度的绳索，取代了传统的钢缆绳和合成纤维绳等。UHMWPE纤维的复合材料在军事上已用作装甲兵器的壳体、雷达的防护外壳罩、头盔等；体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。2.2.2 润滑挤出(注射)润滑挤出(注射)成型技术是在挤出(注射)物料与模壁之间形成一层润滑层，从而降低物料各点间的剪切速率差异，减小产品的变形，同时能够实现在低温、低能耗条件下提高高粘度聚合物的挤出(注射)速度。产生润滑层的方法主要有两种：自润滑和共润滑。(1)自润滑挤出(注射)UHMWPE的自润滑挤出(注射)是在其中添加适量的外部润滑剂，以降低聚合物分子与金属模壁间的摩擦与剪切，提高物料流动的均匀性及脱模效果和挤出质量。外部润滑剂主要有高级脂肪酸、复合脂、有机硅树脂、石腊及其它低分子量树脂等。挤出(注射)加工前，首先将润滑剂同其它加工助剂一起混入物料中，生产时，物料中的润滑剂渗出，形成润滑层，实现自润滑挤出(注射)。有专利报道〔4〕：将70份石蜡油、30份UHMWPE和1份氧相二氧化硅(高度分散的硅胶)混合造粒，在190℃的温度下就可实现顺利挤出(注射)。(2)共润滑挤出(注射)UHMWPE的共润滑挤出(注射)有两种情况，一是采用缝隙法〔5、6〕将润滑剂压入到模具中，使其在模腔内表面和熔融物料间形成润滑层；二是与低粘度树脂共混，使其作为产物的一部分(详见3.2.1)。如：生产UHMWPE薄板时，由定量泵向模腔内输送SH200有机硅油作润滑剂，所得产品外观质量有明显提高，特别是由于挤出变形小，增加了拉伸强度。2.2.3 辊压成型〔1〕辊压成型是一种固态加工方法，即在UHMWPE的熔点以下对其施加一很大的压力，通过粒子形变，有效地将粒子与粒子融合。主要设备是一带有螺槽的旋转轮和一带有舌槽的弓形滑块，舌槽与螺槽垂直。在加工过程中有效地利用了物料与器壁之间的摩擦力，产生的压力足够使UHMWPE粒子发生形变。在机座末端装有加热支台，经过模口挤出物料。如将此项辊压装置与挤压机联用，可使加工过程连续化。2.2.4 热处理后压制成型〔8〕把UHMWPE树脂粉末在140℃～275℃之间进行1min～30min的短期加热，发现UHMWPE的某些物理性能出人意料地大大改善。用热处理过的UHMWPE粉料压制出的制品和未热处理过的UHMPWE制品相比较，前者具有更好的物理性能和透明性，制品表面的光滑程度和低温机械性能大大提高了。2.2.5 射频加工〔9〕采用射频加工UHMWPE是一种崭新的加工方法，它是将UHMWPE粉末和介电损耗高的炭黑粉末均匀混合在一起，用射频辐照，产生的热可使UHMWPE粉末表面发生软化，从而使其能在一定压力下固结。用这种方法可在数分钟内模压出很厚的大型部件，其加工效率比目前UHMWPE常规模压加工高许多倍。2.2.6 凝胶挤出法制备多孔膜〔10〕将UHMWPE溶解在挥发溶剂中，连续挤出，然后经一个热可逆凝胶/结晶过程，使其成为一种湿润的凝胶膜，蒸除溶剂使膜干燥。由于已形成的骨架结构限制了凝胶的收缩，在干燥过程中产生微孔，经双轴拉伸达到最大空隙率而不破坏完整的多孔结构。这种材料可用作防水、通氧织物和耐化学品服装，也可用作超滤/微量过滤膜、复合薄膜和蓄电池隔板等。与其它方法相比，由此法制备的多孔UHMWPE膜具有最佳的孔径、强度和厚度等综合性能。3 UHMWPE的改性3.1 物理机械性能的改进与其它工程塑料相比，UHMWPE具有表面硬度和热变形温度低、弯曲强度以及蠕变性能较差等缺点。这是由于UHMWPE的分子结构和分子聚集形态造成的，可通过填充和交联的方法加以改善。3.1.1 填充改性采用玻璃微珠、玻璃纤维、云母、滑石粉、二氧化硅、三氧化二铝、二硫化钼、炭黑等对UHMWPE进行填充改性，可使表面硬度、刚度、蠕变性、弯曲强度、热变形温度得以较好地改善。用偶联剂处理后，效果更加明显。如填充处理后的玻璃微珠，可使热变形温度提高30℃。玻璃微珠、玻璃纤维、云母、滑石粉等可提高硬度、刚度和耐温性；二硫化钼、硅油和专用蜡可降低摩擦因数，从而进一步提高自润滑性；炭黑或金属粉可提高抗静电性和导电性以及传热性等。但是，填料改性后冲击强度略有下降，若将含量控制在40%以内，UHMWPE仍有相当高的冲击强度。3.2.1 交联交联是为了改善形态稳定性、耐蠕变性及环境应力开裂性。通过交联，UHMWPE的结晶度下降，被掩盖的韧性复又表现出来。交联可分为化学交联和辐射交联。化学交联是在UHMWPE中加入适当的交联剂后，在熔融过程中发生交联。辐射交联是采用电子射线或γ射线直接对UHMWPE制品进行照射使分子发生交联。UHMWPE的化学交联又分为过氧化物交联和偶联剂交联。(1)过氧化物交联过氧化物交联工艺分为混炼、成型和交联三步。混炼时将UHMWPE与过氧化物熔融共混，UHMWPE在过氧化物作用下产生自由基，自由基偶合而产生交联。这一步要保证温度不要太高，以免树脂完全交联。经过混炼后得到交联度很低的可继续交联型UHMWPE，在比混炼更高的温度下成型为制件，再进行交联处理。UHMWPE经过氧化物交联后在结构上与热塑性塑料、热固性塑料和硫化橡胶都不同，它有体型结构却不是完全交联，因此在性能上兼有三者的特点，即同时具有热可塑性和优良的硬度、韧性以及耐应力开裂等性能。国外曾报道用2，5-二甲基-2，5双过氧化叔丁基己炔-3作交联剂〔11〕，但国内很难找到。清华大学用廉价易得的过氧化二异丙苯(DCP)作为交联剂进行了研究〔12〕，结果发现：DCP用量小于1%时，可使冲击强度比纯UHMWPE提高15%～20%，特别是DCP用量为0.25%时，冲击强度可提高48%。随DCP用量的增加，热变形温度提高，可用于水暖系统的耐热管道。(2)偶联剂交联UHMWPE主要使用两种硅烷偶联剂：乙烯基硅氧烷和烯丙基硅氧烷，常用的有乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷。偶联剂一般要靠过氧化物引发，常用的是DCP，催化剂一般采用有机锡衍生物。硅烷交联UHMWPE的成型过程首先是使过氧化物受热分解为化学活性很高的游离基，这些游离基夺取聚合物分子中的氢原子使聚合物主链变为活性游离基，然后与硅烷产生接枝反应，接枝后的UHMWPE在水及硅醇缩合催化剂的作用下发生水解缩合，形成交联键即得硅烷交联UHMWPE。(3)辐射交联在一定剂量电子射线或γ射线作用下，UHMWPE分子结构中的一部分主链或侧链可能被射线切断，产生一定数量的游离基，这些游离基彼此结合形成交联链，使UHMWPE的线型分子结构转变为网状大分子结构。经一定剂量辐照后，UHMWPE的蠕变性、浸油性和硬度等物理性能得到一定程度的改善。用γ射线对人造UHMWPE关节进行辐射，在消毒的同时使其发生交联，可增强人造关节的硬度和亲水性，并且使耐蠕变性得以提高〔13〕，从而延长其使用寿命。有研究〔14〕表明，将辐照与PTFE接枝相结合，也可改善UHMWPE的磨损和蠕变行为。这种材料具有组织容忍性，适于体内移植。3.2 加工性能的改进UHMWPE树脂的分子链较长，易受剪切力作用发生断裂，或受热发生降解。因此，较低的加工温度，较短的加工时间和降低对它的剪切是非常必要的。为了解决UHMWPE的加工问题，除对普通成型机械进行特殊设计外，还可对树脂配方进行改进：与其它树脂共混或加入流动改性剂，使之能在普通挤出机和注塑机上成型加工，这就是2.2.2中介绍的润滑挤出(注射)。 3.2.1 共混改性共混法改善UHMWPE的熔体流动性是最有效、最简便和最实用的途径。目前，这方面的技术多见于专利文献。共混所用的第二组份主要是指低熔点、低粘度树脂，有LDPE、HDPE、PP、聚酯等，其中使用较多的是中分子量PE(分子量40万～60万)和低分子量PE(分子量＜40万)。当共混体系被加热到熔点以上时，UHMWPE树脂就会悬浮在第二组份树脂的液相中，形成可挤出、可注射的悬浮体物料。(1)与低、中分子量PE共混UHMWPE与分子量低的LDPE(分子量1，000～20，000，以5，000～12，000为最佳)共混可使其成型加工性获得显著改善，但同时会使拉伸强度、挠曲弹性等力学性能有所下降。HDPE也能显著改善UHMWPE的加工流动性，但也会引起冲击强度、耐摩擦等性能的下降。为使UHMWPE共混体系的力学性能维持在一较高水平，一个有效的补偿办法是加入PE成核剂，如苯甲酸、苯甲酸盐、硬脂酸盐、己二酸盐等，可以借PE结晶度的提高，球晶尺寸的微细均化而起到强化作用，从而有效阻止机械性能的下降。有专利〔15〕指出，在UHMWPE/HDPE共混体系中加入很少量的细小的成核剂硅灰石(其粒径尺寸范围5nm～50nm，表面积100m2/g～400m2/g)，可很好地补偿机械性能的降低。(2)共混形态UHMWPE的化学结构虽然与其它品种的PE相近，但在一般的熔混设备和条件下，它们的共混物都难以形成均匀的形态，这可能与组份之间粘度相差悬殊有关。采用普通单螺杆混炼得到的UHMWPE/LDPE共混物，两组份各自结晶，不能形成共晶，UHMWPE基本上以填料形式分散于LDPE基体中。熔体长时间处理和使用双辊炼塑机混炼，两组份之间作用有所加强，性能亦有进一步的改善，不过仍不能形成共晶的形态。Vadhar发现〔16〕，当采用两步共混法，即先在高温下将UHMWPE熔融，再降到较低温度下加入LLDPE进行共混，可获得形成共晶的共混物。Vadher用溶液共混法也得到了能形成共晶的UHMWPE/LLDPE共混物。(3)共混物的力学强度对于未加成核剂的UHMWPE/PE体系，其在冷却过程中会形成较大的球晶，球晶之间存在着明显的界面，而在这些界面上存在着由分子链排布不同引起的内应力，由此会导致裂纹的产生，所以与基体聚合物相比，共混物的拉伸强度常常有所下降。当受到外力冲击时裂纹会很快地沿球晶界面发展而导致最后的破碎，因此又引起冲击强度的下降。3.2.2 流动改进剂改性流动改进剂促进了长链分子的解缠，并在大分子之间起润滑作用，改变了大分子链间的能量传递，从而使得链段位移变得容易，改善了聚合物的流动性。用于UHMWPE的流动改进剂主要是指脂肪族碳氢化合物及其衍生物。其中脂肪族碳氢化合物有：碳原子数在22以上的n-链烷烃及以其作主成分的低级烷烃混合物；石油分裂精制得到的石蜡等。其衍生物是指末端含有脂肪族烃基、内部含有1个或1个以上(最好为1个或2个)羧基、羟基、酯基、羰基、氮基甲酰基、巯基等官能团；碳原子数大于8(最好为12～50)并且分子量为130～2000(以200～800为最佳)的脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸酯、脂肪醛、脂肪酮、脂肪族酰胺、脂肪硫醇等。举例来说，脂肪酸有：癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬酯酸、油酸等。北京化工大学制备了一种有效的流动剂(MS2)〔17〕，添加少量(0.6%～0.8%)就能显著改善UHMWPE的流动性，使其熔点下降达10℃之多，能在普通注塑机上注塑成型，而且拉伸强度仅有少许降低。另外，用苯乙烯及其衍生物改性UHMWPE，除可改善加工性能使制品易于挤出外，还可保持UHMWPE优良的耐摩擦性和耐化学腐蚀性〔18〕；1，1-二苯基乙炔〔19〕、苯乙烯衍生物〔20〕、四氢化萘〔21〕皆可使UHMWPE获得优良的加工性能，同时使材料具有较高的冲击强度和耐磨损性。3.2.3 液晶高分子原位复合材料液晶高分子原位复合材料是指热致液晶高分子(TLCP)与热塑性树脂的共混物，这种共混物在熔融加工过程中，由于TLCP分子结构的刚直性，在力场作用下可自发地沿流动方向取向，产生明显的剪切变稀行为，并在基体树脂中原位就地形成具有取向结构的增强相，即就地成纤，从而起到增强热塑性树脂和改善加工流动性的作用。清华大学赵安赤等采用原位复合技术，对UHMWPE加工性能的改进取得了明显的效果〔22〕。用TLCP对UHMWPE进行改性，不仅提高了加工时的流动性，采用通常的热塑加工工艺及通用设备就能方便地进行加工，而且可保持较高的拉伸强度和冲击强度，耐磨性也有较大提高。3.3 聚合填充型复合材料高分子合成中的聚合填充工艺是一种新型的聚合方法，它是把填料进行处理，使其粒子表面形成活性中心，在聚合过程中让乙烯、丙烯等烯烃类单体在填料粒子表面聚合，形成紧密包裹粒子的树脂，最后得到具有独特性能的复合材料。它除具有掺混型复合材料性能外，还有自己本身的特性：首先是不必熔融聚乙烯树脂，可保持填料的形状，制备粉状或纤维状的复合材料；其次，该复合材料不受填料/树脂组成比的限制，一般可任意设定填料的含量；另外，所得复合材料是均匀的组合物，不受填料比重、形状的限制。与热熔融共混材料相比，由聚合填充工艺制备的UHMWPE复合材料中，填料粒子分散良好，且粒子与聚合物基体的界面结合也较好。这就使得复合材料的拉伸强度、冲击强度与UHMWPE相差不大，却远远好于共混型材料，尤其是在高填充情况下，对比更加明显，复合材料的硬度、弯曲强度，尤其是弯曲模量比纯UHMWPE提高许多，尤其适用作轴承、轴座等受力零部件。而且复合材料的热力学性能也有较好的改善：维卡软化点提高近30℃，热变形温度提高近20℃，线膨胀系数下降20%以上。因此，此材料可用于温度较高的场合，并适于制造轴承、轴套、齿轮等精密度要求高的机械零件。采用聚合填充技术还可通过向聚合体系中通入氢或其它链转移剂，控制UHMWPE分子量大小，使得树脂易加工〔23〕。美国专利〔24〕用具有酸中性表面的填料：水化氧化铝、二氧化硅、水不溶性硅酸盐、碳酸钙、碱式碳酸铝钠、羟基硅灰石和磷酸钙制成了高模量的均相聚合填充UHMWPE复合材料。另有专利〔25〕指出，在60℃，1.3MPa且有催化剂存在的条件下，使UHMWPE在庚烷中干燥的 氧化铝表面聚合，可得到高模量的均相复合材料。齐鲁石化公司研究院分别用硅藻土、高岭土作为填料合成了UHMWPE复合材料〔26〕。3.4 UHMWPE的自增强〔27、28〕在UHMWPE基体中加入UHMWPE纤维，由于基体和纤维具有相同的化学特征，因此化学相容性好，两组份的界面结合力强，从而可获得机械性能优良的复合材料。UHMWPE纤维的加入可使UHMWPE的拉伸强度和模量、冲击强度、耐蠕变性大大提高。与纯 UHMWPE相比，在UHMWPE中加入体积含量为60%的UHMWPE纤维，可使最大应力和模量分别提高160%和60%。这种自增强的UHMWPE材料尤其适用于生物医学上承重的场合，而用于人造关节的整体替换是近年来才倍受关注的，UHMWPE自增强材料的低体积磨损率可提高人造关节的使用寿命。4 UHMWPE的合金化UHMWPE除可与塑料形成合金来改善其加工性能外(见3.2.1和3.2.3)，还可获得其它性能。其中，以PP/UHMWPE合金最为突出。通常聚合物的增韧是在树脂中引入柔性链段形成复合物(如橡塑共混物)，其增韧机理为“多重银纹化机理”。而在PP/UHMWPE体系，UHMWPE对PP有明显的增韧作用，这是“多重裂纹”理论所无法解释的。国内最早于1993年报道采用UHMWPE增韧PP取得成功，当UHMWPE的含量为15%时，共混物的缺口冲击强度比纯PP提高2倍以上〔29〕。最近又有报道，UHMWPE与含乙烯链段的共聚型PP共混，在UHMWPE的含量为25%时，其冲击强度比PP提高一倍多〔30〕。以上现象的解释是“网络增韧机理”〔31〕。PP/UHMWPE共混体系的亚微观相态为双连续相，UHMWPE分子与长链的PP分子共同构成一种共混网络，其余PP构成一个PP网络，二者交织成为一种“线性互穿网络”。其中共混网络在材料中起到骨架作用，为材料提供机械强度，受到外力冲击时，它会发生较大形变以吸收外界能量，起到增韧的作用；形成的网络越完整，密度越大，则增韧效果越好。为了保证“线性互穿网络”结构的形成，必须使UHMWPE以准分子水平分散在PP基体中，这就对共混方式提出了较高的要求。北京化工大学有研究发现：四螺杆挤出机能将UHMWPE均匀地分散在PP基体中，而双螺杆挤出机的共混效果却不佳。EPDM能对PP/UHMWPE合金起到增容的作用。由于EPDM具备的两种主要链节分别与PP和UHMWPE相同，因而与两种材料都有比较好的亲合力，共混时容易分散在两相界面上。EPDM对复合共晶起到插入、分割和细化的作用，这对提高材料的韧性是有益的，能大幅度地提高缺口冲击强度。另外，UHMWPE也可与橡胶形成合金，获得比纯橡胶优良的机械性能，如耐摩擦性、拉伸强度和断裂伸长率等。其中，橡胶是在混合过程中于UHMWPE的软化点以上进行硫化的。5 UHMWPE的复合化UHMWPE可与各种橡胶(或橡塑合金)硫化复合制成改性PE片材，这些片材可进一步与金属板材制成复合材料。除此之外，UHMWPE还可复合在塑料表面以提高耐冲击性能。在UHMWPE软化点以上的温度条件下，将含有硫化剂的未硫化橡胶片材与UHMWPE片材压制在一起，可制得剥离强度较高的层合制品，与不含硫化剂的情况相比，其剥离强度可提高数十倍。用这种方法同样可使未硫化橡胶与塑料的合金(如EPDM/PA6、EPDM/PP、SBR/PE)和UHMWPE片材牢固地粘接在一起。参考文献：〔1〕 钟玉荣，卢鑫华.塑料〔J〕，1991，20(1)：30〔2〕 孙大文.塑料加工应用〔J〕，1983(5)：1〔3〕 杨年慈.合成纤维工业〔J〕，1991，14(2)：48〔4〕 JP 63，161，075〔P〕〔5〕 Plast.Technol.〔J〕，1981,27(1):8
聚乙烯纳米材料的发展前景及现状。这个，您的，任务书可以给我，/吧
一、高氯化聚乙烯树脂的特性高氯化聚乙烯树脂是具有优良综合性能的高分子聚合物，它优异的化学、物理性能是其他材料所不可比拟的，它是生产新一代具有多种功能的带锈防腐、高光泽、有装饰性能的涂料的最佳原料。从而取代环氧树脂、氯化橡胶、氯磺化聚乙烯、过氯乙烯等材料，其主要特性表现在：1、优异的化学学稳定性，强酸、强碱、强氧化剂等腐蚀性物质对其都不起腐蚀作用，其耐腐蚀性比过氯乙烯、氯磺化聚乙烯高1—2倍。2、优良的耐侯性。在制成漆成膜后，对水、气和氧气渗透率极低，长年在大气中暴露，其各项性能指标保持不变。3、因其含有高氯成份，可以有效的防毒、防霉，难燃、阻燃性能极佳。二、应用范围高氯化聚乙烯树脂的应用主要在涂料方面：1、防腐涂料：桥梁、钢结构架、化工设备、盐场、渔场设备重要防腐涂料，带锈防腐底漆，管道涂料。2、船舶涂料（包括船体外面涂料和船舱内部涂料）一一船舱底漆及轮船全装饰面漆和维护涂料。3、防火涂料（阻燃涂料）——包括木结构外层防火涂料和钢结构外防火涂料。4、建筑涂料——包括建筑物外墙（装饰）涂料，混凝土用的底漆等。5、集装箱涂料6、机杨、道路、标志物及路标涂料（道路划线漆）高氯化聚乙烯树脂在其他领域的应用：可以用作纸张，纤维的防火剂（阻燃性）、氯丁胶、丁晴胶等橡胶系列的粘合剂的耐热改性剂，以及纸张、铝箔用油墨的改性剂。三、技术指标型号项目hcpe-65lhcpe-65mhcpe-65h外观白色细粉状白色细粉状白色细粉状氯含量（wt%）≥656565挥发份（wt%）≤0.50.50.5热分解温度（℃）≥120120120粘度（涂-4#杯）≤15秒25-32秒≥60秒用途重防腐涂料、防火涂料防腐涂料、防火涂料粘合剂高氯化聚乙烯树脂可溶于芳香烃、氯化烃、酮类、酯类且可用邻苯二甲酸二丁酯cdbp，环氯化植物油、氯化石醋、植物油进行改性，从而获得强韧而柔软的涂膜，为防止制成的涂料及涂料使用过程中因少量的分解产物——hcl析出而影响涂料稳定性，要加入低分子量的环氧树脂，紫外线吸收剂，环氯化植物油进行改善涂料的稳定性。本厂产品已通过iso9002质量认证。四、产品包装本产品采用塑料纺织袋，内衬聚乙烯薄膜，双层包装。hcpe-65l为20公斤/袋、hcpe-65m、hcpe-65h均为10公斤/袋。 3回答者：persona1986
产品名称 氯化聚乙烯 产品英文名 Polyethylene, chlorinated 产品别名 CPE 产品用途 用作聚氯乙烯,ABS及其它聚烯烃的改性剂 CAS号 63231-66-3 廖会长：加快我国氯化聚氯乙烯、氯化聚乙烯制品的发展尊敬的各位领导、各位嘉宾，朋友们： 你们好，我很荣欣参加东营·河口塑胶产品推介会暨投资政策说明会的召开，我代表中国塑料加工工业协会预祝会议取得圆满成功。同时我还要代表中国塑协向张小文、刘旭思发明创造：《氯化聚氯乙烯注塑用树脂及其制品》和张小文《氯化聚氯乙烯塑料及其制备方法》国家知识产权局授予专利权表示祝贺。 近年来，在我国，氯化聚氯乙烯（CPVC）、氯化聚乙烯（CPE）发展很快，应用越来越广泛，在塑料制品行业多种塑料制造发挥着越来越大的作用，东营旭业塑胶材料有限公司正是抓住了该行业发展处于上升势头的机遇，走上了持续快速发展之路，已为我国塑料行业的发展做出了贡献，并将做出更大贡献。下面我就我国CPE、CPVC制品的发展情况向大家做简要汇报。 首先，我国氯化聚乙烯（CPE）制品现有生产能力和产量已居世界首位 据《中国氯碱》2004年第八期报道，氯化聚合物作为重要的合成材料在国民经济的许多领域得到应用，我国是世界上少数几个对氯化聚合物研究和开发较为深入的国家之一，在氯化聚合物的某些品种的生产和开发上已居世界前列，如氯化聚乙烯，已是第一生产大国。随着CPE产品推广力度的加大和国家产业政策的促进，CPE制品产业发展迅速，市场容量迅速增大，客观上具备了使CPE生产向集约化发展的可能。 CPE树脂优良综合性能和加工性能使之应用大有可为。CPE是由高密度聚乙烯氯化而成的一种综合性能优良的高分子材料，具有优良的耐候性、耐低温性能及电气性能；耐臭氧性；耐化学药品性、耐油性；阻燃性；还具有良好的加工流动性和与其他塑料和橡胶良好的相容性。主要用途有(1)塑料改性剂，(2)橡胶改性剂, (3)弹性橡胶制品, (4) 涂料及其它制品。如PVC改性剂；PP、PE、PS、ABS等的增韧剂和阻燃剂；产品有电冰箱磁性胶条、耐寒电线电缆护套、防水卷材、阻燃输送带、塑料异型材、彩色自行车带等。 CPE产品的系列化问题是目前我国与国外CPE厂商的最主要的差距。虽然我国现有生产能力和产量已居世界首位，但产品品种仍显单一，除CPE在化学建材领域中发展较快外，与国外相比在以下领域进展不大，亟待开发。 （1） 电线电缆用低门尼值CPE橡胶和特种CPE树脂； （2） 汽车工业用CPE（用于耐热、耐油用输油管、密封件的制造）； （3） 改性ABS用特种CPE； （4） 以CPE为基材的热塑性弹性体开发，用于减震材料、体育用品、汽车配件等。 目前美国杜邦-道化学公司、日本大曹公司和昭和电工公司等国外公司均有相应的CPE品种生产，以上品种的CPE消耗量约占国外CPE总消耗量的40%—50%，国内应加紧以上领域的研发和推广，在原料选择、生产技术及市场推广方面多下功夫。 总之，CPE是由PE经氯化制得的，它与许多塑料有良好的混溶性。广泛用作其他塑料的改性剂，尤其适用于PVC的改性。CPE与PVC共混可提高PVC的冲击强度，用于管材，建材（塑料门、窗、波纹板等）的生产，还可用于电线包覆。CPE与ABS或PE共混可改善后者的耐燃性和加工性能。 第二、我国氯化聚氯乙烯（CPVC）发展迅速 1、CPVC制品在我国仍处于起步阶段 国内氯化聚氯乙烯（CPVC）的开发较早，20世纪70年代即进行水相法生产工艺的开发并取得了一批成果，已开发出几个牌号的生产技术。 CPVC是重要的塑料原料，具有优异的耐老化、耐腐蚀、高阻燃性能，主要用于管材、板材、注塑件、泡沫材料、防腐涂料产品。CPVC树脂是一个具有一定市场潜力的新颖塑料材料，而提高CPVC树脂的性能已成为其产品开发的必要条件，同时也是CPVC成型加工企业的迫切需要。 高性能CPVC塑料用于生产各种挤出产品，包括管材、板材、型材、片材等。应用领域为化学工业、具有消防要求的场所及有耐温要求的场所等，目前市场上主要产品为： （1）、工业用氯化聚氯乙烯（CPVC）管材，可应用于化工行业中输送带有一定温度的腐蚀性介质。主要性能符合国际标准ISO/DIS15493-1，维卡软化点温度≥110℃； （2）、 工业用氯化聚氯乙烯（CPVC）管件，配套工业用CPVC管材，主要性能符合国际标准ISO/DIS15493-1，维卡软化点温度≥103℃； （3）、冷热水用氯化聚氯乙烯（CPVC）管材，可应用于建筑行业中输送生活用冷热水，采暖等。主要性能符合国际标准ISO/DIS15877-2.2，维卡软化点温度≥110℃； （4）、冷热水用氯化聚氯乙烯（CPVC）管件，配套冷热水用CPVC管材，主要性能符合国际标准ISO/DIS15877-2.2，维卡软化点温度为≥103℃； （5）、埋地式高压电力电缆用氯化聚氯乙烯（CPVC）套管，可应用于电力工业中埋地高压电力电缆的保护管，主要性能符合国家标准QB/T2479-2000，维卡软化点温度为≥93℃。 上述品种的生产与应用有较好的效果，但就质量问题参差不齐，有的质量问题与PPR管类似不以合格的树脂组织生产，产品质量低下应引起各界人士关注。 2、高性能氯化聚氯乙烯（CPVC）塑料产品的生产设备 混和设备、双螺杆挤出机、真空定径冷却水箱、牵引机、锯割机、扩口机等。 3、CPVC生产中亟待解决的问题和对策 在我国要发展CPVC制品，必须重视CPVC的加工技术问题。目前国内CPVC树脂较少，且未能提供CPVC树脂专用牌号，国产CPVC的性能还达不到现有高氯含量（70~75%）又适合加工要求品位。氯化聚氯乙烯的生产和加工技术尚存在一些薄弱环节，造成国内氯化聚氯乙烯生产发展较慢， CPVC产品在我国仍处于起步阶段，由于市场导向还未到位，对这一具有强大市场活力的产品的认识还不够，市场推广进展不大。但是可以预见，一旦市场启动前景看好。我国业内专家认为亟需加强以下几方面的工作。 （1） 加强对加工配套助剂的研发和应用 CPVC在加工配套的耐热抗冲改性剂、耐热流动改性剂、CPVC专用稳定剂的开发十分重要。国外CPVC专业生产企业如Goodrich B. F. 公司、日本钟渊化学、积水化学、日本碳化物公司等多年来都进行了深入研究，形成了各自的配套加工体系，并不断予以完善，较好地解决了CPVC的加工问题。目前国内从事该方面研究的人员和机构较薄弱，有待予以提升，使之促进我国CPVC制品的发展。 （2） 加强对加工工艺研究和市场推广 由于CPVC加工的特殊性，对加工设备、配合技术、加工工艺条件均有相应的要求，CPVC加工技术与工艺的研究对其推广十分重要。我国进行过一些研究，但由于受配套助剂和加工设备的影响，难以进行深入工作，直接影响到该行业的快速发展。 （3） 加强对原辅材料的质量与检测 目前我国CPVC生产企业多为非CPVC专业生产企业，应注意加强PVC与CPVC生产企业之间的沟通与交流。PVC与CPVC虽然在加工、应用领域等方面具有一定的相似性，但在产品的性能要求上其着眼点又有较大差异。在国外，由PVC生产企业来生产CPVC在原料的配套开发上有优势，成功经验值得借鉴。 （4） 加强对产品的系列化和标准化工作 加快CPVC的推广，应尽快提高CPVC产品的品种系列化水平，积极采用国际标准和先进国家的标准组织生产，以适应市场对CPVC的不断增长需求。 为了能使CPVC具有巨大市场潜力的产品健康发展，我认为还应重视以下几个现实问题：一是市场竞争规范化；有市场就有竞争但市场不能混乱。在国内，用国产CPVC树脂生产“高压埋地电力电缆管”的市场开发已有几年了，随着电力工业的发展及大中城市的电网改造，市场用量很大。但低价位的竞争，迫使几乎所有生产CPVC电力管的企业在使用高填充的PVC管替代CPVC管，埋下了严重的隐患。二是标准的科学性及执行的标准的严肃性；对新材料的认识还不全面或深刻的情况下，拟套用已经实施的国际标准，不宜匆忙制定行业标准或国家标准，尤其是CPVC制品的标准。还有不但生产企业要严格执行标准，质量检验单位、用户单位也应具有执行标准的严肃性。
1、 塑料管应用现状研究 摘要：主要介绍了塑料管应用现状和生产现状。本世纪50年代以后，随着石油化学工业的飞速发展，石油深加工技术日趋完善，塑料制品种类多样化，产量迅速增长，使之逐步发展成为一种新型工程材料。塑料管和传统管材相... 类别：材料工程学 作者：：佚名 日期：2008-02-07 [查看详细] 2、 试论各种塑料管道的特点及应用 摘要：简明介绍硬聚氯乙烯管（UPVC）、芯层发泡管（PSP）、硬聚氯乙烯消音管、塑料波纹管、氯化聚氯乙烯管（CPVC）、高密度取乙烯管（HDPE）、交联聚乙烯管（PEX）、钢塑复合管、铝塑复合管（PA... 类别：材料工程学 作者：：王乐农 日期：2008-02-07 [查看详细] 3、 塑料光纤传光原理 摘要：塑料光纤POF之所以能传光是因为光纤具有芯皮结构，光在POF中传输是按全反射原理进行的，光在SIPOF中的传输方式为全反射式锯齿型，光在GIPOF中的传输方式为正弦曲线型；子午线就是光线的传播路...
UHMWPE辐照交联，添加助剂改性
关键词：超高分子 量聚乙烯 工程塑料1 引言UHMWPE是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。世界上最早由美国Allied Chemical公司于1957年实现工业化，此后德国Hoechst公司、美国Hercules公司、日本三井石油化学公司等也投入工业化生产。我国上海高桥化工厂于1964年最早研制成功并投入工业生产，70年代后期又有广州塑料厂和北京助剂二厂投入生产。限于当时条件，产物分子量约150万左右，随着工艺技术的进步，目前北京助剂二厂的产品分子量可达100万～300万以上。UHMWPE的发展十分迅速，80年代以前，世界平均年增长率为8.5%，进入80年代以后，增长率高达15%～20%。而我国的平均年增长率在30%以上。1978年世界消耗量为12，000～12，500吨，而到1990年世界需求量约5万吨，其中美国占70%。UHMWPE平均分子量约35万～800万，因分子量高而具有其它塑料无可比拟的优异的耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能。而且，UHMWPE耐低温性能优异，在-40℃时仍具有较高的冲击强度，甚至可在-269℃下使用。UHMWPE优异的物理机械性能使它广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工及体育运动器械等领域，其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛。另外，由于UHMWPE优异的生理惰性，已作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节等在临床医学上使用。2 UHMWPE的成型加工由于UHMWPE熔融状态的粘度高达108Pa*s，流动性极差，其熔体指数几乎为零，所以很难用一般的机械加工方法进行加工。近年来，UHMWPE的加工技术得到了迅速发展，通过对普通加工设备的改造，已使UHMWPE由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型。2.1 一般加工技术(1)压制烧结压制烧结是UHMWPE最原始的加工方法。此法生产效率颇低，易发生氧化和降解。为了提高生产效率，可采用直接电加热法〔1〕；另外，Werner和Pfleiderer公司开发了一种超高速熔结加工法〔2〕，采用叶片式混合机，叶片旋转的最大速度可达150m/s，使物料仅在几秒内就可升至加工温度。(2)挤出成型挤出成型设备主要有柱塞挤出机、单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。双螺杆挤出多采用同向旋转双螺杆挤出机。60年代大都采用柱塞式挤出机，70年代中期，日、美、西德等先后开发了单螺杆挤出工艺。日本三井石油化学公司最早于1974年取得了圆棒挤出技术的成功。北京化工大学于1994年底研制出Φ45型UHMWPE专用单螺杆挤出机，并于1997年取得了Φ65型单螺杆挤出管材工业化生产线的成功。(3)注塑成型日本三井石油化工公司于1974年开发了注塑成型工艺，并于1976年实现了商业化，之后又开发了往复式螺杆注塑成型技术。1985年美国Hoechst公司也实现了UHMWPE的螺杆注塑成型工艺。北京塑料研究所1983年对国产XS-ZY-125A型注射机进行了改造，成功地注射出啤酒罐装生产线用UHMWPE托轮、水泵用轴套，1985年又成功地注射出医用人工关节等。(4)吹塑成型UHMWPE加工时，当物料从口模挤出后，因弹性恢复而产生一定的回缩，并且几乎不发生下垂现象，故为中空容器，特别是大型容器，如油箱、大桶的吹塑创造了有利的条件。UHMWPE吹塑成型还可导致纵横方向强度均衡的高性能薄膜，从而解决了HDPE薄膜长期以来存在的纵横方向强度不一致，容易造成纵向破坏的问题。2.2 特殊加工技术2.2.1 冻胶纺丝以冻胶纺丝—超拉伸技术制备高强度、高模量聚乙烯纤维是70年代末出现的一种新颖纺丝方法。荷兰DSM公司最早于1979年申请专利，随后美国Allied公司、日本与荷兰联合建立的Toyobo-DSM公司、日本Mitsui公司都实现了工业化生产。中国纺织大学化纤所从1985年开始该项目的研究，逐步形成了自己的技术，制得了高性能的UHMWPE纤维〔3〕。UHMWPE冻胶纺丝过程简述如下：溶解UHMWPE于适当的溶剂中，制成半稀溶液，经喷丝孔挤出，然后以空气或水骤冷纺丝溶液，将其凝固成冻胶原丝。在冻胶原丝中，几乎所有的溶剂被包含其中，因此UHMWPE大分子链的解缠状态被很好地保持下来，而且溶液温度的下降，导致冻胶体中UHMWPE折叠链片晶的形成。这样，通过超倍热拉伸冻胶原丝可使大分子链充分取向和高度结晶，进而使呈折叠链的大分子转变为伸直链，从而制得高强度、高模量纤维。UHMWPE纤维是当今世界上第三代特种纤维，强度高达30.8cN/dtex,比强度是化纤中最高的，又具有较好的耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐光等优良性能。它可直接制成绳索、缆绳、渔网和各种织物：防弹背心和衣服、防切割手套等，其中防弹衣的防弹效果优于芳纶。国际上已将UHMWPE纤维织成不同纤度的绳索，取代了传统的钢缆绳和合成纤维绳等。UHMWPE纤维的复合材料在军事上已用作装甲兵器的壳体、雷达的防护外壳罩、头盔等；体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。2.2.2 润滑挤出(注射)润滑挤出(注射)成型技术是在挤出(注射)物料与模壁之间形成一层润滑层，从而降低物料各点间的剪切速率差异，减小产品的变形，同时能够实现在低温、低能耗条件下提高高粘度聚合物的挤出(注射)速度。产生润滑层的方法主要有两种：自润滑和共润滑。(1)自润滑挤出(注射)UHMWPE的自润滑挤出(注射)是在其中添加适量的外部润滑剂，以降低聚合物分子与金属模壁间的摩擦与剪切，提高物料流动的均匀性及脱模效果和挤出质量。外部润滑剂主要有高级脂肪酸、复合脂、有机硅树脂、石腊及其它低分子量树脂等。挤出(注射)加工前，首先将润滑剂同其它加工助剂一起混入物料中，生产时，物料中的润滑剂渗出，形成润滑层，实现自润滑挤出(注射)。有专利报道〔4〕：将70份石蜡油、30份UHMWPE和1份氧相二氧化硅(高度分散的硅胶)混合造粒，在190℃的温度下就可实现顺利挤出(注射)。(2)共润滑挤出(注射)UHMWPE的共润滑挤出(注射)有两种情况，一是采用缝隙法〔5、6〕将润滑剂压入到模具中，使其在模腔内表面和熔融物料间形成润滑层；二是与低粘度树脂共混，使其作为产物的一部分(详见3.2.1)。如：生产UHMWPE薄板时，由定量泵向模腔内输送SH200有机硅油作润滑剂，所得产品外观质量有明显提高，特别是由于挤出变形小，增加了拉伸强度。2.2.3 辊压成型〔1〕辊压成型是一种固态加工方法，即在UHMWPE的熔点以下对其施加一很大的压力，通过粒子形变，有效地将粒子与粒子融合。主要设备是一带有螺槽的旋转轮和一带有舌槽的弓形滑块，舌槽与螺槽垂直。在加工过程中有效地利用了物料与器壁之间的摩擦力，产生的压力足够使UHMWPE粒子发生形变。在机座末端装有加热支台，经过模口挤出物料。如将此项辊压装置与挤压机联用，可使加工过程连续化。2.2.4 热处理后压制成型〔8〕把UHMWPE树脂粉末在140℃～275℃之间进行1min～30min的短期加热，发现UHMWPE的某些物理性能出人意料地大大改善。用热处理过的UHMWPE粉料压制出的制品和未热处理过的UHMPWE制品相比较，前者具有更好的物理性能和透明性，制品表面的光滑程度和低温机械性能大大提高了。2.2.5 射频加工〔9〕采用射频加工UHMWPE是一种崭新的加工方法，它是将UHMWPE粉末和介电损耗高的炭黑粉末均匀混合在一起，用射频辐照，产生的热可使UHMWPE粉末表面发生软化，从而使其能在一定压力下固结。用这种方法可在数分钟内模压出很厚的大型部件，其加工效率比目前UHMWPE常规模压加工高许多倍。2.2.6 凝胶挤出法制备多孔膜〔10〕将UHMWPE溶解在挥发溶剂中，连续挤出，然后经一个热可逆凝胶/结晶过程，使其成为一种湿润的凝胶膜，蒸除溶剂使膜干燥。由于已形成的骨架结构限制了凝胶的收缩，在干燥过程中产生微孔，经双轴拉伸达到最大空隙率而不破坏完整的多孔结构。这种材料可用作防水、通氧织物和耐化学品服装，也可用作超滤/微量过滤膜、复合薄膜和蓄电池隔板等。与其它方法相比，由此法制备的多孔UHMWPE膜具有最佳的孔径、强度和厚度等综合性能。3 UHMWPE的改性3.1 物理机械性能的改进与其它工程塑料相比，UHMWPE具有表面硬度和热变形温度低、弯曲强度以及蠕变性能较差等缺点。这是由于UHMWPE的分子结构和分子聚集形态造成的，可通过填充和交联的方法加以改善。3.1.1 填充改性采用玻璃微珠、玻璃纤维、云母、滑石粉、二氧化硅、三氧化二铝、二硫化钼、炭黑等对UHMWPE进行填充改性，可使表面硬度、刚度、蠕变性、弯曲强度、热变形温度得以较好地改善。用偶联剂处理后，效果更加明显。如填充处理后的玻璃微珠，可使热变形温度提高30℃。玻璃微珠、玻璃纤维、云母、滑石粉等可提高硬度、刚度和耐温性；二硫化钼、硅油和专用蜡可降低摩擦因数，从而进一步提高自润滑性；炭黑或金属粉可提高抗静电性和导电性以及传热性等。但是，填料改性后冲击强度略有下降，若将含量控制在40%以内，UHMWPE仍有相当高的冲击强度。3.2.1 交联交联是为了改善形态稳定性、耐蠕变性及环境应力开裂性。通过交联，UHMWPE的结晶度下降，被掩盖的韧性复又表现出来。交联可分为化学交联和辐射交联。化学交联是在UHMWPE中加入适当的交联剂后，在熔融过程中发生交联。辐射交联是采用电子射线或γ射线直接对UHMWPE制品进行照射使分子发生交联。UHMWPE的化学交联又分为过氧化物交联和偶联剂交联。(1)过氧化物交联过氧化物交联工艺分为混炼、成型和交联三步。混炼时将UHMWPE与过氧化物熔融共混，UHMWPE在过氧化物作用下产生自由基，自由基偶合而产生交联。这一步要保证温度不要太高，以免树脂完全交联。经过混炼后得到交联度很低的可继续交联型UHMWPE，在比混炼更高的温度下成型为制件，再进行交联处理。UHMWPE经过氧化物交联后在结构上与热塑性塑料、热固性塑料和硫化橡胶都不同，它有体型结构却不是完全交联，因此在性能上兼有三者的特点，即同时具有热可塑性和优良的硬度、韧性以及耐应力开裂等性能。国外曾报道用2，5-二甲基-2，5双过氧化叔丁基己炔-3作交联剂〔11〕，但国内很难找到。清华大学用廉价易得的过氧化二异丙苯(DCP)作为交联剂进行了研究〔12〕，结果发现：DCP用量小于1%时，可使冲击强度比纯UHMWPE提高15%～20%，特别是DCP用量为0.25%时，冲击强度可提高48%。随DCP用量的增加，热变形温度提高，可用于水暖系统的耐热管道。(2)偶联剂交联UHMWPE主要使用两种硅烷偶联剂：乙烯基硅氧烷和烯丙基硅氧烷，常用的有乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷。偶联剂一般要靠过氧化物引发，常用的是DCP，催化剂一般采用有机锡衍生物。硅烷交联UHMWPE的成型过程首先是使过氧化物受热分解为化学活性很高的游离基，这些游离基夺取聚合物分子中的氢原子使聚合物主链变为活性游离基，然后与硅烷产生接枝反应，接枝后的UHMWPE在水及硅醇缩合催化剂的作用下发生水解缩合，形成交联键即得硅烷交联UHMWPE。(3)辐射交联在一定剂量电子射线或γ射线作用下，UHMWPE分子结构中的一部分主链或侧链可能被射线切断，产生一定数量的游离基，这些游离基彼此结合形成交联链，使UHMWPE的线型分子结构转变为网状大分子结构。经一定剂量辐照后，UHMWPE的蠕变性、浸油性和硬度等物理性能得到一定程度的改善。用γ射线对人造UHMWPE关节进行辐射，在消毒的同时使其发生交联，可增强人造关节的硬度和亲水性，并且使耐蠕变性得以提高〔13〕，从而延长其使用寿命。有研究〔14〕表明，将辐照与PTFE接枝相结合，也可改善UHMWPE的磨损和蠕变行为。这种材料具有组织容忍性，适于体内移植。3.2 加工性能的改进UHMWPE树脂的分子链较长，易受剪切力作用发生断裂，或受热发生降解。因此，较低的加工温度，较短的加工时间和降低对它的剪切是非常必要的。为了解决UHMWPE的加工问题，除对普通成型机械进行特殊设计外，还可对树脂配方进行改进：与其它树脂共混或加入流动改性剂，使之能在普通挤出机和注塑机上成型加工，这就是2.2.2中介绍的润滑挤出(注射)。 3.2.1 共混改性共混法改善UHMWPE的熔体流动性是最有效、最简便和最实用的途径。目前，这方面的技术多见于专利文献。共混所用的第二组份主要是指低熔点、低粘度树脂，有LDPE、HDPE、PP、聚酯等，其中使用较多的是中分子量PE(分子量40万～60万)和低分子量PE(分子量＜40万)。当共混体系被加热到熔点以上时，UHMWPE树脂就会悬浮在第二组份树脂的液相中，形成可挤出、可注射的悬浮体物料。(1)与低、中分子量PE共混UHMWPE与分子量低的LDPE(分子量1，000～20，000，以5，000～12，000为最佳)共混可使其成型加工性获得显著改善，但同时会使拉伸强度、挠曲弹性等力学性能有所下降。HDPE也能显著改善UHMWPE的加工流动性，但也会引起冲击强度、耐摩擦等性能的下降。为使UHMWPE共混体系的力学性能维持在一较高水平，一个有效的补偿办法是加入PE成核剂，如苯甲酸、苯甲酸盐、硬脂酸盐、己二酸盐等，可以借PE结晶度的提高，球晶尺寸的微细均化而起到强化作用，从而有效阻止机械性能的下降。有专利〔15〕指出，在UHMWPE/HDPE共混体系中加入很少量的细小的成核剂硅灰石(其粒径尺寸范围5nm～50nm，表面积100m2/g～400m2/g)，可很好地补偿机械性能的降低。(2)共混形态UHMWPE的化学结构虽然与其它品种的PE相近，但在一般的熔混设备和条件下，它们的共混物都难以形成均匀的形态，这可能与组份之间粘度相差悬殊有关。采用普通单螺杆混炼得到的UHMWPE/LDPE共混物，两组份各自结晶，不能形成共晶，UHMWPE基本上以填料形式分散于LDPE基体中。熔体长时间处理和使用双辊炼塑机混炼，两组份之间作用有所加强，性能亦有进一步的改善，不过仍不能形成共晶的形态。Vadhar发现〔16〕，当采用两步共混法，即先在高温下将UHMWPE熔融，再降到较低温度下加入LLDPE进行共混，可获得形成共晶的共混物。Vadher用溶液共混法也得到了能形成共晶的UHMWPE/LLDPE共混物。(3)共混物的力学强度对于未加成核剂的UHMWPE/PE体系，其在冷却过程中会形成较大的球晶，球晶之间存在着明显的界面，而在这些界面上存在着由分子链排布不同引起的内应力，由此会导致裂纹的产生，所以与基体聚合物相比，共混物的拉伸强度常常有所下降。当受到外力冲击时裂纹会很快地沿球晶界面发展而导致最后的破碎，因此又引起冲击强度的下降。3.2.2 流动改进剂改性流动改进剂促进了长链分子的解缠，并在大分子之间起润滑作用，改变了大分子链间的能量传递，从而使得链段位移变得容易，改善了聚合物的流动性。用于UHMWPE的流动改进剂主要是指脂肪族碳氢化合物及其衍生物。其中脂肪族碳氢化合物有：碳原子数在22以上的n-链烷烃及以其作主成分的低级烷烃混合物；石油分裂精制得到的石蜡等。其衍生物是指末端含有脂肪族烃基、内部含有1个或1个以上(最好为1个或2个)羧基、羟基、酯基、羰基、氮基甲酰基、巯基等官能团；碳原子数大于8(最好为12～50)并且分子量为130～2000(以200～800为最佳)的脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸酯、脂肪醛、脂肪酮、脂肪族酰胺、脂肪硫醇等。举例来说，脂肪酸有：癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬酯酸、油酸等。北京化工大学制备了一种有效的流动剂(MS2)〔17〕，添加少量(0.6%～0.8%)就能显著改善UHMWPE的流动性，使其熔点下降达10℃之多，能在普通注塑机上注塑成型，而且拉伸强度仅有少许降低。另外，用苯乙烯及其衍生物改性UHMWPE，除可改善加工性能使制品易于挤出外，还可保持UHMWPE优良的耐摩擦性和耐化学腐蚀性〔18〕；1，1-二苯基乙炔〔19〕、苯乙烯衍生物〔20〕、四氢化萘〔21〕皆可使UHMWPE获得优良的加工性能，同时使材料具有较高的冲击强度和耐磨损性。3.2.3 液晶高分子原位复合材料液晶高分子原位复合材料是指热致液晶高分子(TLCP)与热塑性树脂的共混物，这种共混物在熔融加工过程中，由于TLCP分子结构的刚直性，在力场作用下可自发地沿流动方向取向，产生明显的剪切变稀行为，并在基体树脂中原位就地形成具有取向结构的增强相，即就地成纤，从而起到增强热塑性树脂和改善加工流动性的作用。清华大学赵安赤等采用原位复合技术，对UHMWPE加工性能的改进取得了明显的效果〔22〕。用TLCP对UHMWPE进行改性，不仅提高了加工时的流动性，采用通常的热塑加工工艺及通用设备就能方便地进行加工，而且可保持较高的拉伸强度和冲击强度，耐磨性也有较大提高。3.3 聚合填充型复合材料高分子合成中的聚合填充工艺是一种新型的聚合方法，它是把填料进行处理，使其粒子表面形成活性中心，在聚合过程中让乙烯、丙烯等烯烃类单体在填料粒子表面聚合，形成紧密包裹粒子的树脂，最后得到具有独特性能的复合材料。它除具有掺混型复合材料性能外，还有自己本身的特性：首先是不必熔融聚乙烯树脂，可保持填料的形状，制备粉状或纤维状的复合材料；其次，该复合材料不受填料/树脂组成比的限制，一般可任意设定填料的含量；另外，所得复合材料是均匀的组合物，不受填料比重、形状的限制。与热熔融共混材料相比，由聚合填充工艺制备的UHMWPE复合材料中，填料粒子分散良好，且粒子与聚合物基体的界面结合也较好。这就使得复合材料的拉伸强度、冲击强度与UHMWPE相差不大，却远远好于共混型材料，尤其是在高填充情况下，对比更加明显，复合材料的硬度、弯曲强度，尤其是弯曲模量比纯UHMWPE提高许多，尤其适用作轴承、轴座等受力零部件。而且复合材料的热力学性能也有较好的改善：维卡软化点提高近30℃，热变形温度提高近20℃，线膨胀系数下降20%以上。因此，此材料可用于温度较高的场合，并适于制造轴承、轴套、齿轮等精密度要求高的机械零件。采用聚合填充技术还可通过向聚合体系中通入氢或其它链转移剂，控制UHMWPE分子量大小，使得树脂易加工〔23〕。美国专利〔24〕用具有酸中性表面的填料：水化氧化铝、二氧化硅、水不溶性硅酸盐、碳酸钙、碱式碳酸铝钠、羟基硅灰石和磷酸钙制成了高模量的均相聚合填充UHMWPE复合材料。另有专利〔25〕指出，在60℃，1.3MPa且有催化剂存在的条件下，使UHMWPE在庚烷中干燥的 氧化铝表面聚合，可得到高模量的均相复合材料。齐鲁石化公司研究院分别用硅藻土、高岭土作为填料合成了UHMWPE复合材料〔26〕。3.4 UHMWPE的自增强〔27、28〕在UHMWPE基体中加入UHMWPE纤维，由于基体和纤维具有相同的化学特征，因此化学相容性好，两组份的界面结合力强，从而可获得机械性能优良的复合材料。UHMWPE纤维的加入可使UHMWPE的拉伸强度和模量、冲击强度、耐蠕变性大大提高。与纯 UHMWPE相比，在UHMWPE中加入体积含量为60%的UHMWPE纤维，可使最大应力和模量分别提高160%和60%。这种自增强的UHMWPE材料尤其适用于生物医学上承重的场合，而用于人造关节的整体替换是近年来才倍受关注的，UHMWPE自增强材料的低体积磨损率可提高人造关节的使用寿命。4 UHMWPE的合金化UHMWPE除可与塑料形成合金来改善其加工性能外(见3.2.1和3.2.3)，还可获得其它性能。其中，以PP/UHMWPE合金最为突出。通常聚合物的增韧是在树脂中引入柔性链段形成复合物(如橡塑共混物)，其增韧机理为“多重银纹化机理”。而在PP/UHMWPE体系，UHMWPE对PP有明显的增韧作用，这是“多重裂纹”理论所无法解释的。国内最早于1993年报道采用UHMWPE增韧PP取得成功，当UHMWPE的含量为15%时，共混物的缺口冲击强度比纯PP提高2倍以上〔29〕。最近又有报道，UHMWPE与含乙烯链段的共聚型PP共混，在UHMWPE的含量为25%时，其冲击强度比PP提高一倍多〔30〕。以上现象的解释是“网络增韧机理”〔31〕。PP/UHMWPE共混体系的亚微观相态为双连续相，UHMWPE分子与长链的PP分子共同构成一种共混网络，其余PP构成一个PP网络，二者交织成为一种“线性互穿网络”。其中共混网络在材料中起到骨架作用，为材料提供机械强度，受到外力冲击时，它会发生较大形变以吸收外界能量，起到增韧的作用；形成的网络越完整，密度越大，则增韧效果越好。为了保证“线性互穿网络”结构的形成，必须使UHMWPE以准分子水平分散在PP基体中，这就对共混方式提出了较高的要求。北京化工大学有研究发现：四螺杆挤出机能将UHMWPE均匀地分散在PP基体中，而双螺杆挤出机的共混效果却不佳。EPDM能对PP/UHMWPE合金起到增容的作用。由于EPDM具备的两种主要链节分别与PP和UHMWPE相同，因而与两种材料都有比较好的亲合力，共混时容易分散在两相界面上。EPDM对复合共晶起到插入、分割和细化的作用，这对提高材料的韧性是有益的，能大幅度地提高缺口冲击强度。另外，UHMWPE也可与橡胶形成合金，获得比纯橡胶优良的机械性能，如耐摩擦性、拉伸强度和断裂伸长率等。其中，橡胶是在混合过程中于UHMWPE的软化点以上进行硫化的。5 UHMWPE的复合化UHMWPE可与各种橡胶(或橡塑合金)硫化复合制成改性PE片材，这些片材可进一步与金属板材制成复合材料。除此之外，UHMWPE还可复合在塑料表面以提高耐冲击性能。在UHMWPE软化点以上的温度条件下，将含有硫化剂的未硫化橡胶片材与UHMWPE片材压制在一起，可制得剥离强度较高的层合制品，与不含硫化剂的情况相比，其剥离强度可提高数十倍。用这种方法同样可使未硫化橡胶与塑料的合金(如EPDM/PA6、EPDM/PP、SBR/PE)和UHMWPE片材牢固地粘接在一起。参考文献：〔1〕 钟玉荣，卢鑫华.塑料〔J〕，1991，20(1)：30〔2〕 孙大文.塑料加工应用〔J〕，1983(5)：1〔3〕 杨年慈.合成纤维工业〔J〕，1991，14(2)：48〔4〕 JP 63，161，075〔P〕〔5〕 Plast.Technol.〔J〕，1981,27(1):8
随着我国现代建筑技术的不断发展，人们对于建筑给排水工程方面也提出了越来越高的的要求。下文是我为大家整理的关于建筑给排水工程论文的范文，欢迎大家阅读参考!
浅谈高层建筑给排水工程设计
摘要：对高层建筑给水系统设计，排水系统设计、室内消防和热水系统设计进行了详细介绍，总结出目前高层建筑给排水存在的问题，并探讨了给排水节水措施，以确保水资源的合理利用。
关键词：建筑给排水;高层建筑;设计;节水措施
1、高层建筑给排水工程设计方法
高层建筑给水排水工程与一般多层建筑和低层建筑给水排水工程相比，基本的理论和计算方法是一致的，但因高层建筑层数多，高度大，结构复杂。近年来建筑给水工程设计方法得到改进。
例：给一个高层建筑为15层的楼房设计给排水：
住宅楼为框架结构，共15层，层高2.9m，室外给水管网位于建筑物的北侧，距离外墙为10m，接管点埋深1.6m，管径400mm，管材为球墨给水铸铁管，常年提供0.3MPa的水头;室内粪便污水需要经过化粪池处理方可排入市政管网，室外排水管网位于建筑物的南侧，埋深2m，管径600mm，管材为聚乙烯双壁波纹排水塑料管。
1.1设计参数
生活用水定额：qd=150L/(人.d);最大小时生活用水量：Qh=4.92m?/h;最高日用水量：Qd=47.25m?/d;小时变化系数：kh=2.5;每户人口：m=3.5人;共90户;室内消防用水量：10L/s;消防水箱水量为火灾前10min的水量6m?;贮水池内的消防水量：按火灾延续2h的水量计;雨水重现期：2年。
1.2设计内容
1.2.1给水系统设计
管道采用钢塑复合管(内衬塑外镀锌)螺纹连接，进行干管安装、立管安装、支管安装，管道安装完毕需进行水压试验，压力设在1.0MPa，并对安装好的管道做好防腐和保温工作，冲洗管道对其进行管道通水试验。
根据《建筑给排水设计手册》上卫生器具的最大静水压力不得超过0.35MPa，因此高层建筑给水系统必须分区。设计任务书给定了市政给水管网提供常年的水压为0.3MPa。根据给水最小所需压力估算方法：第1层0.10MPa，第2层0.12MPa，2层以上增加1层，压力需增加0.04MPa。得0.30MPa的压力能直接供到第6层还多0.02MPa。所以1层～6层为一个区，上面7层～15层为一个区，总共就两个区。1层～6层用市政管网直接供水，其中底层和2层～6层单独设立管。
考虑到此设计对象是15层的高层建筑。市政管网提供的压力不能全部直接供水，所以必须对生活用水进行提升或加压。高层建筑设计一般都使用高位水箱供水，供水压力比较稳定，此设计也使用高位水箱;又因此设计面向高层民用住宅楼，通过查看平面图纸，根据建筑物的布置情况和楼层的承载力情况及水箱本身占用大量的建筑面积，即在楼层中间没有建筑面积可允许安置水箱，串联供水不可实现，因此高区的供水应在地面用泵抽升到高区水箱。
方案(一)与方案(二)相比管材使用量、工程投资相对较少，但它对减压阀的质量要求相对较高，一旦减压阀受损或使用性能降低，低区的静水压力会迅速增加，影响卫生器具的使用。方案(二)采用低区市政管网直接供水，消除了通过依赖减压阀降低静水压力来减少低区供水的现象。基于工程质量和供水水质及水压的可靠性，最终选择方案(二)
1.2.2排水系统设计
室内排水系统为污水、废水合流系统，地上部分直接排出室外，地下部分分段设置集水坑把地下室污水、废水汇集于坑内，利用潜水泵由集水坑自动控制将其提升至室外。为了保护存水弯水封性能，保持排水系统内的空气压力与大气压取得平衡，使排水管内排水畅通，向排水管内通入新鲜的空气，保持管内的换气，防范因室外管道系统积聚起来的有害气体而伤害到养护人员、引发火灾和腐蚀管道等隐患，还应减少排水系统的噪声，在排水系统中设置通气管。
1.2.3室内消防工程
室内消火栓给水系统有：分区、不分区两种方式。消火栓的静水压力超过0.80MPa时就需要分区供水，而本设计是15层的小高层，高度不超过50m，静水压力小于0.80MPa，可以不分区。同时本设计的建筑是15层小高层民用住宅楼，造成火灾的隐患少，人员疏散也快，扑救难度不大，高压消防给水无须设置常年的。设置专用的消防泵，从贮水池内抽取消防水，可用生活给水箱在火灾发生初期10min提前给水，并设置止回阀，既消除了消防水箱对楼层负荷，又可减少工程投资。此设计是15层小高层，层高2.9m，总楼高不超过45m，根据建筑给排水设计手册!规定消防栓的最大静水压力不超过0.8MPa，此设计无须分区消防供水，可利用消防泵直接供水满足条件。
1.2.4室内热水工程
应根据建筑物的用途、热源的供给情况、热水用量和卫生器具的布置情况进行技术和经济比较来确定何种热水供应方式。热水供水方式有如下几类。按供应范围不同有：集中供热、局部供热、区域供热。
2、目前建筑给排水存在的问题
2.1控制超压出流产生的水量浪费
生活给水系统按规定竖向分区后仍然存在着部分卫生器具配水点水压偏大的问题，而这是常常被忽视的。卫生器具的额定流量少于单位时间内的出水量，影响给水系统正常分配水的流量。如不采取减压节流措施，将造成水资源浪费、水压过高、漏水量增加等弊病，同时易产生水击、噪声和振动，致使管件损坏和破裂。这些水量的浪费不容忽视。
2.2管道和阀门的损坏
我们可看到的路边给水管道在管子接缝处及法兰、阀门连接处向外冒水，而我们看不见的地下更不知有多少漏水处。管道受损及腐蚀，阀门不严等问题导致大量水流失。
2.3热水系统浪费水量巨大
建筑热水供应已成为建筑给水的重要部分，由于设计不当，其浪费已非常严重，造成一定损失。所以给水系统供水应保证冷热水压力均衡，采用循环系统以确保每户开龙头就有热水，降低水量浪费。
3、我国建筑给排水节水措施
3.1提高用水效率
1)严格执行生活用水量定额标准，饮用水、生活用水、景观用水、绿化用水按各个水质要求分别供给。
2)采用节水系统，如节水的卫生器具，利用限制卫生器具的流出水头、红外线感应龙头和便器等。
3)选择一个可再生能源，如风能、太阳能、水能、海洋能、地热能、生物能等非化石能源用于建筑的热水供应。对于不同的场合采用不同的热源形式。
3.2雨水的利用
利用雨水收集系统再循环得到符合标准的水质进行绿化浇灌，处理后的雨水还可用于冲洗厕所，这不仅可减少用水量还可减轻污染。提高地基的保水能力，合理规划雨水流经途径，引入雨水沉淀池再利用。
3.3污水排放和二次利用
建筑中水系统是典型的资源可持续利用装置，将建筑物产生的污水、废水加以收集并对其处理，在节省资源和保护环境的基础上对生活污水和废水的重复利用。
3.4节水指标
节水指标有三类：
1)雨洪水利用率：常年降雨量除以使用或收集量;
2)水使用率：正常使用量除以使用量;
3)循环量：一次性用量乘以循环次数。
4、结语
在给排水设计时，我们应正确合理的选择系统和方案，以达到节水节能的目的，确保水资源的合理利用。
参考文献：
[1]孙志魁.我国绿色建筑给排水节能新技术的应用新探.中国新技术新产品，2012(1)：45.
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[4]李倩.绿色建筑给排水设计的节水途径探析.企业导报，2012(1)：273.
浅析建筑工程给排水施工技术
摘要：本文作者结合实际工作经验，对建筑工程的给排水施工技术进行了分析，提出了自己的见解。
关键词：建筑工程;给排水;施工技术
随着我国现代建筑技术的不断发展，人们对于建筑给排水工程方面也提出了越来越高的的要求。在设计和施工时要不断积累经验，深入分析各种常见问题，促进给排水施工技术的发展。
1 建筑给水方面的管道施工
1.1 给水管道材料的种类和选用
现在在新型建筑中用的较多的给水管材主要包括：聚丙烯类、聚乙烯类、聚丁烯类、工程塑料类，以及还有一些复合管类，例如：钢塑管、铝塑管、铜塑复合管等。虽然可供选择的材料有许多种，但在每一个具体施工工程中也必须根据实际情况进行选择。而且在管材的选用上还受到许多因素的影响，必须对国家政策、施工标准、地区特点、工程性质以及施工标准等因素进行综合考虑，选择最优管材。其中还要特别注意的是，管道的使用位置以及其使用方法是在管材选用时需要着重考虑的，还有就是管件与连接也是选取管材时容易忽视的一个关键的问题。
1.2 给水管道的施工
在对给水管做热熔连接时，必须要掌握好加热的时间和连接将要插入的深度。如果加热时间过长就使水管融化，如果加热时间过短也不能更好连接;如果插的过深，就会造成管道断面减少;如果插的过浅也会使降低接口处强度。所以，加热时的温度、加热时间和接缝压力是影响热熔连接质量的三个关键因素。
2 建筑排水管道常见问题的原因分析
排水管道方面经常出现的问题是漏水、堵塞问题。出现这些问题的原因也比较多，第一，就是施工中出现的问题，大多是施工单位没有选择合格的管材，为了一时经济利益以次充好，或者是在安装前没有进行漏水实验，也或是一些不合格的材料运用到工程中导致漏水现象的发生;比如说管道穿墙(楼板)设置套管的缺陷与不足较为普遍。有的虽然加了套管，穿越楼板与楼板面齐平或嵌入楼板有的穿越墙面，比饰面多出20-50mm，有的没有设套管或预埋套管偏位，于脆用水泥圈(楼面)塑料圈(墙面)护(粘)住，掩人耳目，有的套管比管道只大一个规格，有的大三至五个规格，套管与管道间隙有的用泡沫、油麻堵塞等等套管的设置应按(GB50242-2002)规范第3.3.13规定.“安装在楼板内的套管，其顶部应高出装饰地面20mm，安装在卫生间及厨房内的套管，其顶部应高出装饰地面50mm，底部应与楼板底面相平，安装在墙壁内的套管其两端与饰面相平。穿过楼板的套管与管道之间缝隙应用阻燃密实材料和防水油膏填实。端面光滑。穿墙套管与管道之间缝隙宜用阻燃密实材料填实，且端面应光滑。管道的接口不得设在套管内”。第二，就是设计方面出现了问题，导致管道安装好以后容易堵塞;第三，就是住户使用时出现了问题。
3 建筑给排水施工的特点
3.1 管道安装具有的特点
在这几年里，给水管道的材料大多使用的是PP-R管和UPVC管。因为这两种管道具有轻便、耐高压、抗腐蚀、质量安全、使用卫生、通水阻力小、使用寿命较长的特性，所以安装中最明显的特点就是便于安装。对于PP-R管的安装来说，连接前要清除管道上附着的灰尘后，在按照严格的施工流程来进行安装，但是其中需要注意的是在在对管道进行热熔是一定不能旋转，以免加热过度，而且在管道连通后还要采取一定措施对其进行冷却。对于UPVC管的安装来说，安装时一定要使用排水胶粘结。在涂完胶以后还要注意的就是胶干时间，具体的时间应依据当地气候和温度的变化来进行调节，还要注意不能沾水。如果是在环境温差较大的地方安装，必须使用管道伸缩节。
3.2 给排水管道的试压
当所有管道安装完成之后，还要对所有部位进行全面的检测，主要包括检测已安装的管道和阀门等设备是否符合设计和技术要求规定，如果有问题应立即拆除予以更换或是维修。检测的具体方法是用临时的短管来替代安装的管道，把所有的开口处封闭，从管道最低处开始灌水，在最高处进行放气。如果出现异样，要及时停止检测，并立即排水。在试压完成后，还对所有管道要进行吹洗。
4 提高建筑的给排水施工技术的具体措施
随着建筑技术的发展，生产工艺的不断改进和提高，对给排水工程的设计、施工、维修和运行管理的要求也就越来越高。要想使管网达到优质、高效、低能耗运行的目的，除要有合理的设计方案外，给排水系统安装质量的优劣将会对日后的使用产生极大的影响。
4.1 管道施工的措施
对于管道的施工来说主要是注意加热时间、加热温度、接缝压力这三个方面的问题，施工中运用最多的是钢塑复合管，在对其施工中应采用螺纹连接的方法，插入管道的长度应严格按照标准旋转深度进行控制;在对管端和管螺纹进行加工后，还要进行密封处理，这时需要使用聚四氟乙烯生料带来进行缠绕螺纹;施工中需要选用厌氧密封胶密封过的管道接头，必须在养护24h之后再进行试压。施工中要用专门的施工机具，不能随便更该。
4.2 W型铸铁管的施工方法
有关W型铸铁管的具体施工措施，第一步就是下料，在切割管材时要选用专门的切割工具，主要是保证管口的平直。第二步是连接，进行连接时先要松开卡箍，再取出内衬中的橡胶圈，把箍套和橡胶圈放在入管口的一侧，使管口对齐后，随后把橡胶圈放在接口上，最后锁紧了箍套紧固了螺丝就算完成了管道连接。第三步低支架的设置，对于一般的管材安装来说，如果每隔3m设置一个支架其实是可以的，但是对于W型无承口机制排水铸铁管接口来说就不行了，因为其属于柔性接口，当支架放在管道中间时，理论上可以将管道保持平衡，可是在实际工作中，找到重心点是很难的，所以经常无法保证管道接口的平滑，如果采用每隔1.5m设置一个支架的方法来进行布置，这样就可以很好地解决管道外观和管道坡度的问题。
4.3 建筑给排水施工的监管
给排水管道的设计与施工是一项很复杂的措施，其中关于管道的铺设和管道的安装都容易出现问题，所以有关管道施工的监督也是一项非常重要的方面。因为管道施工工期较长设计建筑工程的的许多阶段，所以监管也可以分为多个阶段来进行。
首先，在工程施工前期阶段的监管，在施工前就应该仔细阅读施工图纸，充分了解设计者的设计意图和目的，这样才能保证施工过程中不偏离设计图纸的要求，也不能在施工中随意变更设计方案。
其次，是在基础主体结构施工阶段的监管，在基础主体施工中，要注意排水系统的排水管和给水管的引入管在穿越建筑物或地下构筑物外墙处时，是否按设计要求预留好了足够的孔洞以及设置好的套管。
再次，就是装修阶段的监管，在装修施工阶段主要是对给排水管道系统安装阶段，主要是注意装修工程不能破坏原有的管道路线的设置或是预留管道的破坏，必须在明确所有管道布置之后再结合装修方案进行施工。
5 结束语
随着我国建筑技术的不断发展，对给排水工程的设计、施工和运行管理等方面的要求也越来越高。优质的安装施工质量和科学的管理是保障管网系统高效安全运行的必要条件。为了满足给排水建筑施工技术要求，提高施工质量，需要施工人员不断学习，提高自身的技术素质，只有这样，才能保证安装工程的质量，立足于建筑安装工程的基本建设。
参考文献：
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黑龙江省塑料管材的现状与发展展望是怎样的呢，下面中达咨询招投标老师为你解答以供参考。随着石化工业的飞速发展和塑料加工工艺的不断进步，自本世纪五、六十年代以来，各类塑料产品在国民生产及人们的日常生活中得到越来越广泛的应用，其中相当一部分已成为传统材料的最佳替代品。塑料管材与传统的金属管、水泥管相比，具有重量轻（仅为金属管的1/6～1/10）、耐腐蚀、水流阻力小（输水能耗降低5%以上）、综合节能性好（制造能耗降低75%）、运输安装方便、使用寿命长（30～50年）等优点，因此被广泛应用在城市给排水、建筑给排水、供热采暖、城市燃气、农用排灌、化工用管以及电 线电缆套管等诸多领域。据中国塑料加工工业协会消息，目前，中国塑料管材的年增长率已达15%，位居世界第一位，这已经引起了行业人士的普遍关注，这种发展速度是喜人的，预示着巨大的市场容量和整个行业的兴盛。同时近年来随着塑料管材工业的迅速发展，塑料管材的品种也不断的增加。近年来我省塑料管材的生产企业也在不断的增加，但多数企业不论从生产规模上还是从技术上与塑料工业发达省份相比还存在较大的差距。下面仅就我省能够生产的塑料管材、管件从以下几个方面来说明。一、我省塑料管材的主要种类、现状及应用领域（一）硬质聚氯乙烯（PVC-U）管材该种管材主要用于城市供水、城市排水、建筑排水和建筑给水等输送管道及电线电缆套管等，目前我省主要用于建筑物内给、排水管道及雨落水管道。1.给水用硬质聚氯乙烯管材我省只有少数几个生产企业，而且随着该种管材（一般为∮110管径以下）在建筑物内用量的减少而减少或停产，较大口径（∮200以上）的管材主要用于室外供水管道，生产厂也只有规模不大的2～3家，生产状况也不理想。在我省硬质聚氯乙烯管材由于其自身的一些弱点，在给水管道上有被性能更优秀的聚乙烯给水管材等取代的趋势。2.排水用硬质聚氯乙烯管材是用量较大的品种之一，包括：（1）普通实壁硬质聚氯乙烯管材该种管材是最早用于建筑物内排水的塑料管材，目前仍在使用。我省约有十多家生产企业，多数用“原料”生产管材（浅颜色）的，也有个别企业用回收料来生材（一般为灰色）的。建筑物外用于排水的雨落水管材也用实壁硬质聚氯乙烯管，但其配方及产品性能的要求与建筑物内排水用的不同。（2）芯层发泡硬质聚氯乙烯管材该管材是前几年开发并实用的一种硬质聚氯乙烯管材，由于它与普通实壁硬质聚氯乙烯管材相比，具有重量轻、有一定的减噪作用，被广泛用于建筑物内的排水管道，盛行一时。但现在的用量在逐渐减少，其原因在于，该管材的减噪的效果并不理想（除非特殊制造的管材），而且市场混乱，劣质产品较多。我省生产企业有近十家，生产规模不大，现在有的处于停产或半停产状态。（3）单、双壁内螺旋硬质聚氯乙烯管材及双壁硬质聚氯乙烯管材这些管材使近2～发展起来的硬质取氯乙烯管材品种，由于它们的减噪效果比较好（尤其是双壁内螺旋硬质聚氯乙烯管材），并与带有软内层的管件配合使用减噪效果更好、强度高等优点，尽管价格相对贵些，但已被追求高质量的用户所认知和接受，发展前景良好。一般双壁内螺肇硬质聚氯乙烯管材与双壁硬质聚氯乙烯管材配合使用，双壁内螺旋硬质聚氯乙烯管材作立管干管用。代表性的生产厂家有哈尔滨市建筑塑料厂。3.电线电缆套管用硬质聚氯乙烯管材我省有几家生产厂且某些生产厂家使用门窗型材边角料等来生产该种管材，主要用于建筑工程中。（二）聚乙烯（PE）管材聚乙烯（PE）管材主要用于城市燃气、城市给水、城市排水、建筑给水等输送管道。1.普通聚乙烯管材这是最传统的塑料管材之一，按所使用的原料树脂的不同分为高密度聚乙烯（HDPE）管材、低密度聚乙烯（LDPE）管材及线性低密度聚乙烯（LLDPE）管材等。HDPE管材主要用于给水管道、农村打井用管及电信电缆用外护套管等；LDPE管材主要用于给水管道，农田灌溉用管等。我省生产企业较多，遍布我省各市、县，生产能力较大，但产量并不大。且生产小口径（∮110mm以下）管材的较多，大口径的少，大兴塑料制品有限公司有一条80年代引进的生产线能够生产∮800mm口径以下的PE管材。2.交联聚乙烯管材交联聚乙烯管材主要分为硅烷交联聚乙烯管材、过氧化物交联聚乙烯管材及辐照交联聚乙烯和，前两种管材在我省都有生产厂家。由于地面辐射采暖在北方等寒冷地区的普及，交联聚乙烯管材近1～2年来发展速度较快，生产厂家不断增加，尤其是过氧化物交联聚乙烯管材的生产设备投资小，产品价廉而迅速占领了市场。我省有十几家生产交联聚乙烯管材的生产企业，而多数是过氧化物交联聚乙烯管材。3.缠绕结构壁聚乙烯管材按缠绕成型后的产品结构的不同分为几种，最常见的有产品类似双壁波纹管结构的管材，主要用于农村找井用管材，我省生产企业较多，主要在哈市管材的规格多在∮600mm一下。另一种为内外壁基本平滑的双壁管材，主要用于市政排水，目前生产企业较少，只有2～3家，生产规模也不大，管材规格在∮1500mm以下。另有企业正在上马∮2000mm左右的管材。该种管材在市政领域应用的前景十分看好。上述两种管材主要生产企业有哈尔滨特种塑料制品有限公司等。4.聚乙烯双壁波纹管材目前我省只有几家小口径（∮200mm以下）的聚乙烯双壁波纹管材生产企业，该管材主要用于通信电缆的套管。大口径高密度聚乙烯挤出双壁波纹管材引进生产线， 某生产企业正在项目进行中，主要应用领域是市政排水。5.电线电缆套管用阻燃聚乙烯该种和是以低密度聚乙烯（LDPE）为原料，添加阻燃剂等或阻燃母料经挤出而成，主要用于建筑物内的电线电缆套管。生产企业较多，稍大规模企业有1～2家，且多数企业是以回收聚乙烯为主要原料，个别企业还生产假阻燃管。6.保温管道用的高密度聚乙烯外护管该种管材作为聚氨酸泡沫塑料预制直埋保温管的外护管，主要用于市政供暖管线上。我省生产聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管的企业近十家，多数企业聚乙烯外护管与保温管配套生产，生产聚乙烯外护管的最大口径在∮1000mm左右。7.燃气管道用聚乙烯管材该种管材的开发及使用的时间较早，主要用于建筑物外的燃气管道上，该管材的生产要求较严格，所使用的原料中密度聚乙烯（MDPE）需要进口。我省主要生产企业有2～3家，生产规模也不大。8.硅芯管硅芯管是由高密度聚乙烯（HDPE）与含硅物质材料经共挤而成的管材，主要用于光纤通信电缆的套管。我省只有2～3家生产企业，大庆有一企业采用进口设备生产硅芯管。（三）聚丙烯管材聚丙烯管材可分为三类：1.均聚聚丙烯（PP-H）也称Ⅰ型聚丙烯；2.嵌段共聚聚丙烯（PP-B）也称Ⅱ型聚丙烯；3.无规共聚聚丙烯（PP-R）也称Ⅲ型聚丙烯。PP-B管材和PP-R管材是近年来发展起来并得到快速应用的品种，主要用于建筑物内的供水（冷、热水）管线。在我省PP-H管材生产企业较少，而PP-B管材和PP-R管材近两年来经历了快速增长期，企业增先上马这两种管材。目前，我省有十几家生产企业，但生产规模都不大，生产状况有好有坏，市场也比较混乱。生产规模相对较大、使用进口原材料的企业主要有牡丹江华能塑钢制造有限公司。（四）复合塑料管材1.铝塑复合管铝塑复合管分为搭接焊铝塑复合管和对接焊铝塑复合管，这两种产品在我省都有生产。铝塑复合管在全国经历了大起大落的过程，我省也是如此。在前几年兴盛时期，我省有几家企业在生产，而今能够正常生产者寥寥无几，而且我省肇东唯一进口铝塑复合管生产线，今年验收投产后，没有正常生产。2.钢丝增强复合管该种管材是钢丝经缠绕或编织与塑料复合而成，包括：（1）小口径钢丝增强复合管该管材是钢丝经编织在塑料管后，再与塑料复合而成，它可分为聚乙烯钢丝增强复合管及交联聚乙烯钢丝增强复合管，目前能够生产管径在∮75mm以下的管材，主要用于耐高压管道系统及耐高温的暖气管道系统。我省只有黑龙江省兴业塑料制品有限公司生产该管材。（2）大口径给水用钢丝增强聚乙烯复合管更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：